Rappresentazione tridimensionale di modelli digitali...

In questo contributo verranno esaminate le diverse metodologie utilizzate permodellare in tre dimensioni l’organismo di architettura, sino ad arrivare ad unacorretta visualizzazione delle forme nello spazio, mediante l’ausilio degli stru-menti informatici. Il modello ottenuto e il suo trattamento successivo permette-ranno la stesura di tavole contenenti viste assonometriche o prospettiche più omeno realistiche per l’illustrazione delle proporzioni tra i volumi e dei materialiimpiegati. Verranno inoltre presentate soluzioni alle più comuni criticità che pos-sono presentarsi a chi approccia per la prima volta la tematica. Sono state inse-rite a tal proposito numerose immagini a corredo del testo, frutto dell’attivitàdidattica svolta dagli allievi durante il Laboratorio Progettuale di Disegnodell’Architettura II.

Rappresentazione tridimensionaledi modelli digitali per l’architettura

Simone Garagnani si è laureato a

pieni voti in Ingegneria Edile presso

l'Università di Bologna, dove ha fre-

quentato la Scuola di Dottorato presso

Il D.A.P.T. Dipartimento di Architettura

e Pianificazione Territoriale, sviluppan-

do una ricerca Ph.D. intitolata: "Modelli

Digitali e Archivi di Progetto - Sistemi

integrati di documentazione per l'ar-

chitettura".

Presso la Facoltà di Ingegneria ha inca-

richi di tutorato e docenza nei corsi di

Disegno dell'Architettura I e II, Rilievo

dell'Architettura, Modellazione virtuale

per l'Architettura ed Informatica

Grafica. Al momento è titolare di un

contratto di assegno di ricerca post-

dottorato presso il D.A.P.T. Esercita

parallelamente l'attività di libera pro-

fessione come ingegnere progettista,

collaborando con vari studi di

Ingegneria ed Architettura ed occu-

pandosi di tecniche per il disegno assi-

stito e la modellazione tridimensionale.

1

Università di Bologna - Facoltà di IngegneriaCorso di Disegno dell’Architettura II

Anno Accademico 2010 - 2011

di Simone [email protected]

Rappresentazione tridimensionale di modelli digitali per l’architettura

2

“Ma sopra tutte le invenzioni stupende, qual eminenza di mente fu quella di colui che s’immaginò di

trovar modo di comunicare i suoi più reconditi pensieri a qualsivoglia persona, benchè distante per

lunghissimo intervallo di luogo e di tempo?” 1

Galileo Galilei

Corso di Disegno dell’Architettura II - Appunti di Simone Garagnani

3

COMUNICARE IN TRE DIMENSIONIL’efficacia della comunicazione del progetto è un obiettivo rilevante daperseguire, ancor più da quando la tecnologia digitale si è affiancata alletradizionali tecniche di racconto grafico dell’architettura con strumentipotenti e versatili; infatti si riscontra una presenza oramai dominante del-‐l’immagine nel mondo dei media, con la finalità di prefigurare il compor-‐tamento e la percezione delle forme tridimensionali della realtà2.Quando si approccia la computer grafica dal punto di vista storicistico, sipuò rilevare che fin dalla metà degli anni ‘70 lo sviluppo tecnologico dellapercezione dello spazio, soprattutto in architettura, è stato motivato dallaricerca del realismo, in altre parole dallo sforzo di concepire tecniche cherendessero le immagini di sintesi quasi indistinguibili dalla fotografia odalle riprese televisive e cinematografiche. Solo successivamente si sonoconcentrati studi e risorse anche verso altre tecniche informatizzate dipresentazione più descrittive e meno fotorealistiche, al fine di rendereapprezzabili con immediatezza anche informazioni qualitative e quantita-‐tive di dati che non fossero solo geometrici, in settori scientifici quali adesempio la medicina, le scienze ambientali, l'ingegneria e l’urbanistica ter-‐ritoriale. Dunque, la generazione di un modello di progetto tridimensio-‐nale riveste una grande importanza nel flusso creativo in architettura, epuò oggi contare su tecniche consolidate di visualizzazione digitale, sia percurare la geometria delle forme che per valutarne analiticamente vizi edifformità non facilmente rilevabili dalle canoniche proiezioni ortogonali.E’ quindi auspicabile una soluzione di continuità dai tradizionali metodi di

progettazione, funzionanti attraverso piante ed alzati, per abbracciareuna concezione tridimensionale già dallo schizzo ideativo, seguendo unalogica oggi proposta da svariati programmi CAD? Certamente “pensare intre dimensioni” è una condizione imprescindibile per il progettista, ed inquesto intento un calcolatore può fornire un valido compendio, tuttaviaoccorre rammentare che per comprendere e organizzare lo spazio, laGeometria Descrittiva mongiana è ancora di fondamentale impiego e rile-‐vanza. Ciò poiché la vera forma di piani e superfici non deve essere unaconcezione astratta nel processo figurativo del progettista, bensì unpunto di partenza per andare oltre ed esplorare i vasti orizzonti della geo-‐metria vettoriale, “dal momento che essa svolge ancora, e sempre, laessenziale funzione di esercitare la mente a leggere, a immaginare, amodellare lo spazio”3

I CONCETTI DI BASE.Nell’introdurre procedure e metodi per realizzare un elaborato formal-‐mente corretto, occorre comprendere in prima istanza cosa si intendaesattamente con il termine di modello. Esso è fondamentalmente unarchivio tridimensionale di informazioni, dove ogni singolo componenteviene disegnato (modellato) in relazione al proprio funzionamento, alleproprie caratteristiche morfologiche e alla complessità con la quale si rap-‐porta agli altri elementi dell’insieme. In buona sostanza, un modello diarchitettura può essere paragonato alla costruzione virtuale del fabbrica-‐to che rappresenta, dove il livello di dettaglio fino al quale giungere è

Nell’immagine in alto, una sintesi del

concetto di modellazione per compo-

nenti: il modello è letteralmente

“costruito” mediante l’assemblaggio

dei vari “pezzi” che lo compongono

nella realtà esecutiva. Tale approccio

permette una verifica costante della

fattibilità reale dell’intervento.

Inoltre un modello tridimensionale che

contenga l’informazione di tutte le

componenti può essere utilizzato per

conoscere le quantità di materiale da

utilizzare e le modalità di messa in

opera, caratteristiche di indubbia

importanza per il progettista architet-

tonico.


4

dichiarato solamente dalla finalità comunicativa del modello stesso.Senza infatti soffermarsi troppo su trattazioni estranee a questo contesto,si tenga presente che è sempre opportuno non dedicare ad una modella-‐zione geometrica un tempo eccessivamente superiore a quanto stretta-‐mente necessario. Realizzare un lavoro molto dettagliato per una visua-‐lizzazione magari ad alta scala genera infatti un aumento dei tempi di cal-‐colo per le procedure successive di visualizzazione prospettica. In altreparole, se un edificio deve essere rappresentato in una scena da un’an-‐golazione molto ampia e da un punto di vista distante, non è necessarioche sia ricco di dettagli o composto da superfici complesse. Normalmentesi possono creare le finiture aggiungendo semplicemente delle trame odelle tessiture fotografiche, vale a dire delle immagini raster che oppor-‐tunamente disposte sulle superfici del modello contribuiscono a creareeffetti grafici descrittivi di materiali o di componenti troppo piccoli peressere modellati. Al contrario un fabbricato rappresentato in primo piano e a distanza rav-‐vicinata dovrebbe essere il più possibile ricco di particolari, per trasmet-‐tere la suggestione di completezza e verosimiglianza se richiesta nellacomunicazione che il progettista vuole offrire. Con l’esperienza ci si abi-‐tuerà a realizzare con anticipo il livello di precisione e rifinitura al qualegiungere per le finalità desiderate.Conoscere, almeno in parte, la terminologia e la metodologia generaleche sta alla base della computer graphics può aiutare a comprenderemeglio il funzionamento di programmi, anche complessi, di disegno assi-‐

Nella figura in alto, un esempio classi-

co di “pixelizzazione”. L’immagine,

ottenuta mediante certi valori di risolu-

zione (pixel per pollice), se ingrandita

non “tiene” la visualizzazione e i punti

colorati sgranano producendo il tipico

effetto di scalettatura. Ecco dunque

che aumentando i valori di risoluzione,

è possibile aumentare la definizione

quindi le possibilità di ingrandimento di

un’immagine bitmap. Purtroppo però

un incremento di risoluzione software

(ottenuto cioè con un programma

informatico) non è identicamente

uguale ad un’alta risoluzione già impo-

stata in fase di realizzazione dell’im-

magine stessa. Ne deriva che laddove

possibile (immagini fotografiche, ren-

dering, ecc...) è sempre consigliabile

tenere alti i valori di risoluzione.


5

stito. È importante iniziare con una distinzione fondamentale, vale a direla differenza esistente tra quelle che vengono definite immagini raster e idisegni in grafica vettoriale. Le prime sono sostanzialmente mappe dipixel, ovverosia immagini visualizzate in stampa o a schermo mediante ladisposizione di punti colorati (PICture ELements o pixels) come se questifossero tessere di un più vasto mosaico che è l’immagine stessa. I disegnivettoriali invece sono generati in modo completamente differente,mediante algoritmi matematici e trasformazioni geometriche; invece didefinire il colore di ogni singolo pixel che compone l’insieme, nel caso diun disegno vettoriale vengono usate coordinate e formule matematicheper esplicitare aree, volumi e forme. Tutti i più comuni programmi CAD (Computer Aided Design), comeAutoCAD, Archicad o Revit, operano in formato vettoriale, memorizzandoi risultati della modellazione all’interno di file contenenti coordinate edequazioni di punti nello spazio. Perché utilizzare dunque due sistemi cosìdiversi per la rappresentazione del disegno di architettura?Sostanzialmente per un fattore di scala. Infatti nelle immagini raster ilnumero di pixel per pollice nelle direzioni orizzontali e verticali definiscela risoluzione, ovvero la nitidezza del dettaglio4. Poiché questo valore sibasa su una griglia di dimensioni fisse, alterando la scala delle immaginiraster si perde in termini di qualità, in quanto a maggiore ingrandimentodi una bitmap corrisponde direttamente un maggiore ingrandimento deipixel, fino a produrre l’effetto di pixelizzazione. Ne deriva che per stam-‐pare o visualizzare un’immagine di grandi dimensioni, occorre un file

Nell’immagine in alto, a differenza di

un formato bitmap o raster, si può evi-

denziare come un disegno vettoriale

non perda di qualità in seguito ad

ingrandimento; il tratto degli spigoli è

rappresentato da vettori caratterizzati

da una terna di numeri reali (x,y,z) ad

indicarne gli estremi nello spazio. Di

conseguenza incrementare la scala di

visualizzazione ha il significato mate-

matico di restringere il dominio geo-

metrico di visualizzazione, che con-

terrà i medesimi punti e consentirà al

calcolatore di tracciare i segmenti che

li congiungono senza ingrandimento di

pixel, bensì solamente con incremento

del loro numero tra gli estremi. Un

immagine vettoriale è disgiunta dal

concetto di risoluzione.


6

raster di alta risoluzione, cioè comprensivo di molti pixel per pollice. Talifile sono estremamente pesanti in termini di occupazione di memoria delcalcolatore, ma adeguati per ottenere stampe fotografiche ben definitesu supporto cartaceo. Un archivio di dati vettoriali invece non necessità di risoluzione nel trac-‐ciamento, essendo il calcolatore a “riempire di pixel” le linee interpostetra i vertici noti, aumentandone o diminuendone il numero a seconda delfattore di ingrandimento imposto dall’operatore. Il concetto appenaesposto di apparente antinomia tra raster e vettore diverrà un elementodi enorme rilevanza più oltre, quando si tratterà del rendering.Di rilievo è anche la comprensione del principio di gerarchia per un archi-‐vio vettoriale. Le informazioni organizzate in un modello sono strutturatecon un linguaggio ben preciso che integra la geometria, le indicazioni gra-‐fiche sui materiali e la reciproca collocazione spaziale degli oggetti a for-‐mare la scena. Quest’ultima si qualifica come quel dominio spaziale in tredimensioni contenente gli oggetti da rappresentare, le eventuali fontiluminose che con essi interagiscono, le informazioni sul punto di vista,sovente indicato con l’icona di una fotocamera in grado di chiarire all’o-‐peratore con immediatezza da quale angolo si visualizzerà la scena e dovesi troveranno ombre e spigoli nascosti.Tuttavia, le gerarchie all’interno di un file digitale nascondono potenzia-‐lità estremamente più efficaci; si pensi alla canonica suddivisione in layerdei più tradizionali software CAD, all’interno dei quali stratificazioni diffe-‐renti in uno stesso disegno indicano elementi con caratteristiche diverse5.Infatti introdurre specifiche gerarchie stratificate è molto vantaggioso,particolarmente all’aumentare del livello di complessità del modello,quando il calcolatore per quanto potente e veloce potrebbe presentarerallentamenti prestazionali dovuti al grande numero di punti da gestire. Intal caso, visualizzare i layer interessati dalla modellazione ed operaresolamente su quelli è la strategia più adeguata. Software di disegno assi-‐stito come AutoCAD infatti, presentano una caratteristica che è statamigliorata, soprattutto nelle ultime versioni del programma: i layer sonopiù agevolmente gestibili tra le varie finestre di visualizzazione e possonoessere, come già da tempo avviene, “congelati”, ovverosia ne può venire


7

impedita la rigenerazione durante le fasi di tracciamento. Ciò implica un minor carico di lavoro per il processore del computer conil risultato di una più agile manipolazione del modello a video e di una piùefficace rigenerazione degli spigoli.

LA MODELLAZIONETra gli svariati settori di utilizzo degli strumenti digitali in architettura, lamodellazione tridimensionale assistita è interpretata come quel processoteso a tradurre l’informazione di progetto in un modello grafico, modifi-‐cabile e riproducibile, in grado di poter realizzare, oltre che una descrizio-‐ne dello spazio “oggettivo”, quella dello spazio “percettivo”, inteso comela sua definizione relazionale data con il rapporto con gli altri spazi6.Abbandonando la planarità dei disegni in proiezione ortogonale, l’infor-‐mazione geometrica della coordinata di profondità può essere trasmessain vari modi. A seconda di come è strutturato il modello, per rispondere aquesta necessità si distinguono diversi metodi di modellazione. Quello più comune è costituito dalla modellazione poligonale, dove lageometria degli oggetti è approssimata da una rete o una griglia di faccepoligonali piane. Con questo metodo è possibile rappresentare con un’ac-‐curatezza prescelta pressoché qualsiasi tipo di forma geometrica, tuttaviamaggiore è il numero delle faccette, maggiore è il numero dei vertici chele descrivono e ciò causa un incremento dell’informazione contenuta conconseguente accrescimento delle dimensioni del file. Similmente a quanto già espresso per la risoluzione di un’immagineraster, è possibile agire sul numero di tali poligoni aumentandolo o dimi-‐nuendolo a seconda della necessità di approssimazione richiesta. E’ pos-‐sibile immaginare un oggetto modellato con poligoni come se questofosse generato da un sottile foglio di carta, sagomato in tutte le sfaccet-‐tature create dagli spigoli. Un modello poligonale risulta pertanto vuotoal proprio interno. Un ulteriore avanzamento della tecnologia di rappresentazione digitalelegato a questo tipo di superfici vuote all’interno, è espresso dalle super-‐fici bicubiche parametriche,dove le singole faccette che prima erano poli-‐goni appartenenti ciascuno al proprio piano, sono adesso perimetrate da


8

segmenti curvilinei, descritti nel dominio spaziale da equazioni matema-‐tiche in grado di approssimarne più accuratamente la forma. Tali superfi-‐ci vengono definite con il nome di NURBS (Non Uniform Rational B-‐Splines) e per il loro grado di accuratezza, nonché per la relativamentesemplice riproducibilità all’interno dei file, sono in certa misura più leg-‐gere rispetto alle equivalenti più approssimative poligonali. Queste super-‐fici sono utilizzate nella modellazione di precisione come nel caso deldesign industriale o nella rappresentazione di geometrie estremamentecomplesse che capita di incontrare studiando l’architettura moderna.Esistono anche altri tipi di modellazione più raffinati, in grado di appros-‐simare la geometria dello spazio con un crescente grado di precisione: èil caso ad esempio delle tecniche di suddivisione spaziale, ma si termi-‐

Nell’immagine a sinistra, la struttura di

un modello tridimensionale. Il piano

tipo rappresentato, esplicita una prima

gerarchia dei componenti: le pareti

esterne appartengono infatti ad un

layer diverso dalle tramezzature inter-

ne. Lo stesso dicasi per i bancali in

prossimità delle aperture nelle pareti,

distinti per layer e caratteristiche dai

paramenti esterni del livello.


9

neràquesta rassegna citando la tecnica forse più congeniale alla modella-‐zione tridimensionale di organismi di architettura: si tratta della rappresen-‐tazione CSG (Constructive Solid Geometry)7. Questa altro non è che unadefinizione esatta delle geometrie contenute all’interno di rigidi e ben pre-‐cisi limiti. Molti oggetti infatti possono essere rappresentati dalla combina-‐zione di forme elementari, o primitive geometriche, che rapportandosi tradi loro generano forme più complesse. Ad esempio l’apertura di un vanodestinato ad ospitare una porta in una parete può essere pensato come unasottrazione dello spazio che sarà occupato dalla porta, rimosso dal volumedella parete. Questa logica di sottrazione, analogamente all’addizione oall’intersezione tra primitive solide tridimensionali, viene definita come unaoperazione di algebra Booleana, dal nome del matematico britannicoGeorge Boole che per primo ne teorizzò le peculiarità. Un elemento model-‐lato con metodiche CSG risulta essere “pieno”, a differenza dei modelli asuperfici visti in precedenza, e pertanto gode di caratteristiche intrinsechedi matericità, contenendo il proprio volume8. Occorre chiarire che il concetto di addizione e sottrazione di volumi da pri-‐mitive solide, è una sorta di montaggio del pezzo che deve essere rappre-‐sentato: pertanto è il progettista che disegnando ad esempio un parallele-‐pipedo al quale verrà sottratto un secondo parallelepipedo, attribuirà aquell’oggetto la valenza di parete con un foro destinato ad una finestra.Sono stati scritti invece dei programmi definiti “verticali”, mirati cioè allaspecifica progettazione architettonica tridimensionale, dove gli oggettisono parametrizzati in primitive specifiche secondo le quali si compone l’in-‐

Nell’immagine in alto, un semplice

parallelo tra un modello wireframe (da

sinistra), uno poligonale ed uno CSG. Il

primo è rappresentato solamente dai

segmenti che ne definiscono gli spigo-

li, il secondo vede lo spazio che occu-

pa come delimitato da facce poligonali

ed è cavo all’interno; il terzo, solido,

contiene informazione anche della

natura materiale che lo caratterizza, e

per il quale un software come ad

esempio AutoCAD può eseguire opera-

zioni di algebra booleana.


10

sieme: le pareti sono recuperate da un archivio interno di pareti già com-‐poste, le finestre (anch’esse catalogate) possono essere interattivamenteposizionate su queste pareti e così di seguito. L’associazione elemento con-‐cettuale ed oggetto tracciato dunque viene predefinito dalla libreria delsoftware. Questi modelli però non hanno nella maggioranza dei casi carat-‐teristiche note di massa CSG.Il problema più rilevante nella manipolazione di oggetti solidi, ottenuti perestrusione e rivoluzione che siano, è l’aumentare del “peso” del file al cre-‐scere del dettaglio rappresentato. Per limitare quanto più possibile questo

Nell’immagine a lato, un esempio di

composizione dei “pezzi” modellati sin-

golarmente a partire da una vista di

pianta, sino ad arrivare al completo

edificio. Il volume occupato dal piano

interrato (in basso) è stato sottratto

booleanamente dal blocco di terreno e

rifinito poi con l’estrusione delle pareti

divisorie dei vari locali.

Si noti che per ottenere una rappre-

sentazione di questo tipo, essendo

pareti e dettagli solidi, è possibile let-

teralmente tagliare secondo piani

anche diversi il modello completo, per

visualizzare con maggior chiarezza

espositiva l’interno.


11

disagio, si consiglia di utilizzare appieno la potenzialità dei layer delmodellatore in uso, attivando solamente quelli necessari alle operazionida svolgere nel preciso momento in cui queste devono essere effettuate.

LA VISUALIZZAZIONE AL TRATTOAssemblato un modello tridimensionale in tutti i suoi componenti, si pone laproblematica di come utilizzarlo al meglio per valorizzarne visivamente i con-‐tenuti, inserendoli in una tavola di presentazione formalmente corretta; sipuò utilizzare il calcolatore con profitto mirando all’ottenimento di disegnitradizionali, con tecniche di rappresentazione al “tratto”, oppure effettuan-‐do un rendering dove la tecnica classica della prospettiva può essere abbi-‐nata all’applicazione di retini solidi o pattern più complessi (texture), di uti-‐lizzo usuale nel disegno automatico9. Quello che si può ricavare è un insie-‐me di entità grafiche vettoriali “piatte”, più maneggevoli ma soprattutto piùmodificabili, pronte per essere rifinite con i comandi tradizionali 2D ed in piùcon il beneficio di poter ospitare blocchi di dettagli bidimensionali che altri-‐menti sarebbe stato difficoltoso modellare in precedenza, come ad esempiogli alberi per i contesti paesaggistici o le sagome antropomorfe per eviden-‐ziare rapporti metrici od ergonomici del costruito. Tecnicamente questo pro-‐cesso può partire dalla stampa su periferiche virtuali, atte a generare filecontenenti le viste appiattite impostate in camera. E’ necessario però pre-‐stare attenzione a tutti i dettagli che vengono inseriti dopo la generazionedella vista ed al corretto orientamento di retini regolari (vale a dire la corri-‐spondenza prospettica ad esempio delle fughe di pavimentazioni finite con

In alto, gestione di un modello com-

plesso. Quando la modellazione di un

edificio, anche se composto di elemen-

ti modulari ripetibili, diviene ricca di

dettaglio e conseguentemente di infor-

mazione che il calcolatore deve gesti-

re, può risultare opportuno lavorare un

livello per volta. Ultimato un piano

infatti, è possibile racchiudere tutti gli

elementi in “blocchi”, che verranno

assemblati tra loro nella fase di ultima-

zione. Un blocco infatti raggruppa

oggetti senza una vera e propria ope-

razione di unione booleana, quindi

risulta più leggero in termini di occu-

pazione di memoria. Inoltre una volta

che sia stato correttamente posiziona-

to, può sempre essere “esploso” per

ritornare ad una modalità dove sia

consentito l’apporto di modifiche.


12

piastrelle, filari di mattoni lungo le pareti, ecc.); è da curare poi la corrispon-‐denza del punto di vista con sagome e profili, l’omogeneità degli spessori deltratto utilizzati per rappresentare i diversi componenti, la continuità dellelinee di spigolo ottenute, ecc. Spigoli nascosti, superfici ombreggiate da tinte uniformi e contorni vettoria-‐li in vista sono quello che i teorici definiscono come NPR (Non-‐PhotorealisticRender), tecnica di rappresentazione che vede i suoi fondamenti nella visua-‐lizzazione di oggetti tracciati e presentati come scketches, schizzi o disegni altratto. Si tratta in buona sostanza di una simulazione delle geometrie diarchitettura alla “vecchia maniera”, mediante viste planimetriche o pro-‐spettiche di scorci trattati come se fossero stati disegnati a riga e squadra,oppure esasperando la digitalizzazione come bozzetti stesi a mano libera epoi rifiniti con la simulazione di tecniche classiche quali le campiture a pan-‐tone o ad acquerello. Per ottenere questi effetti però, si parte sempre damodelli digitali tridimensionali. In estrema sintesi, per visualizzare al meglio e valorizzare gli aspetti conte-‐nuti nel modello tridimensionale in un disegno al tratto, occorre prestareparticolare attenzione a:

-‐ punto di vista, mai troppo basso se in assonometria, mai troppolontano se in prospettiva,

-‐ spessore dei tratti, commisurato alla “densità” della stampa e pro-‐porzionale alla scala di visualizzazione del modello,

-‐ livello di modellazione adeguato alla vista proposta: è inutilemodellare oggetti e componenti che risulteranno poi nascosti o

In alto, modellazione stratificata di un

edificio. Partendo da canoniche viste di

pianta o prospetto, si modellano i com-

ponenti attraverso l’estrusione dei pro-

fili. Una metodologia corretta è quella

di partire dall’interno, con la genera-

zione delle pareti divisorie, e via via

chiudere il modello con i paramenti

dell’involucro esterno. In tal modo si

può evitare di dover di volta in volta

accendere e spegnere livelli diversi per

poter vedere letteralmente dove ese-

guire le operazioni di modellazione, e

si è garantiti riguardo la completezza

delle partizioni. Si rammenti che è

sempre opportuno modellare solo

quello che realmente è necessario,

pertanto ci si occuperà degli interni nel

caso si si deciso in precedenza di rica-

vare sezioni dove essi si debbano rap-

presentare o viste fotorealistiche per

visualizzare magari materiali di finitura

degli ambienti creati.


13

giungere ad inserire dettagli talmente minuti da risultare invisibilinella resa finale o peggio ancora talmente densi di spigoli da impa-‐stare il tratto,

-‐ inserimento di blocchi complessi come elementi bidimensionali: inu-‐tile e dispendioso modellare ad esempio un albero se risulta possi-‐bile inserirne un blocco preconfezionato e più dettagliato quando lavista è preparata definitivamente in 2D,

-‐ posizionamento corretto di retini e campiture a seconda del puntodi stazione dell’assonometria o della prospettiva.

-‐ tracciamento di linee ad indicare le traiettorie per ricomporre ideal-‐

Nell’immagine a destra, una vista di

sezione prospettica al tratto per il

modello di un blocco edificato in linea.

Malgrado la corretta modellazione di

tutti gli elementi, ben rappresentati in

funzione del dettaglio richiesto dalla

distanza del punto di vista, la sezione

operata non contribuisce a fornire una

informazione leggibile delle partizioni

interne. Il piano di sezione orizzontale

infatti risulta troppo prossimo all’altez-

za del punto di stazione prospettico,

senza garantire per questo la percezio-

ne dell’altezza utile dei vani sino al

pavimento calpestabile che si sarebbe

dovuto vedere nella rappresentazione.

Aver alzato il punto di vista incremen-

tandone la coordinata di altezza,

avrebbe portato ad un risultato miglio-

re.


14

mente le componenti esplose della vista: tale accorgimento nonsolo comporta una correttezza formale del modello, ma rende piùleggibile la geometria e come si ricompone idealmente.

-‐ scelta adeguata dei punti di passaggio per i piani di sezione: dinorma non si dovrebbero mai tagliare verticalmente elementi snel-‐li come i pilastri od orizzontalmente oggetti a lastra come i solai, pernon trasmettere false informazioni di massa nella lettura dellasezione. Si devono privilegiare invece le percorrenze verticali, cer-‐cando di operare sezionamenti su vani scale con le relative rampedi collegamento.

A lato, un modello sezionato in vista

assonometrica al tratto. Il disegno tri-

dimensionale è stato ottenuto median-

te una separazione di volumi apparte-

nenti all’insieme complessivo ultimato:

occorre preò prestare grande attenzio-

ne alla posizione del piano che delimi-

terà le porzioni volumetriche. In que-

sto caso, pur essendo la visualizzazio-

ne chiara ed esplicativa, la parte di

soletta del balcone aggettante sopra la

vetrata del piano terra (di spessore

trascurabile se paragonata all’altezza

totale del fabbricato) è stata sezionata

anch’essa dal piano di taglio. Questo

genera una superficie di campitura

ingannevole, anche se il risultato è

corretto: sembra infatti che lo spesso-

re della soletta longitudinale sia una

parete molto più evidente rispetto alle

altre. Occorre ricordare che il piano di

sezione, così come nelle canoniche

rappresentazioni in proiezione ortogo-

nale, non dovrebbe mai passare per

elementi snelli paralleli al piano stesso,

solai, setti o pilastri che siano.


15

IL RENDERING FOTOGRAFICO PER LA STAMPA FINALEIl fondamento del fotorealismo o della rappresentazione ombreggiata ingenere sta nel calcolo dell'interazione tra gli oggetti presenti nella scenamodellata e la luce su essi incidente. Questa la principale differenza conun disegno al tratto, oltre alla peculiarità che il rendering cessa di essereun archivio di informazione vettoriale per divenire un’immagine di pixel.L'influenza reciproca che si produce tra oggetti tridimensionali ed unafonte luminosa può infatti essere calcolato analiticamente ed il risultatopuò essere proiettato in un piano a due dimensioni, così da essere visua-‐lizzabile da periferiche bidimensionali in modalità raster: è il caso adesempio delle immagini dei modelli 3D generate sui monitor di un com-‐puter. Il calcolo dell'incidenza luminosa sugli oggetti produce superficiche vengono definite ombreggiate, dal momento che gli algoritmi utiliz-‐zati per generare queste viste sono in grado di definire quali siano le por-‐zioni dei solidi in luce e quali quelle in ombra.A seconda del metodo utilizzato per il calcolo, si possono ottenereapprossimazioni del comportamento reale della luce anche molto sofisti-‐cate, giungendo a simulazioni fisiche che affondano le loro radici nellacosiddetta equazione di rendering10.Storicamente questa trattazione matematica ha fornito le basi per i duegrandi successi raggiunti nella rappresentazione di immagini ombreggia-‐te, vale a dire la generazione dei famosi algoritmi sviluppati da Gouraudnel 1971 e da Phong nel 1975. Questi metodi individuano la base teoricaper due distinti filoni di processo, utilizzati oggi da quasi tutti i motori di

Nell’immagine in alto, una visualizza-

zione ottenuta mediante un algoritmo

di “geometria piatta”. Il modello, sele-

zionato il punto di vista desiderato,

viene proiettato su un piano ortogona-

le a questo e letteralmente “schiaccia-

to” in un disegno vettoriale bidimen-

sionale. Questo permette rifiniture

altrimenti difficoltose da operare diret-

tamente nel tridimensionale, e campi-

ture per indicare fondali e materiali.

Occorre prestare attenzione agli spes-

sori di penna delle linee componenti,

soprattutto se molto fitte e ravvicinate,

come nel caso evidente delle protezio-

ni per le scale esterne di collegamento

verticale. In questo caso poi, l’aggiun-

ta di alberature già a modello “schiac-

ciato”, altrimenti onerose in termini di

modellazione e calcolo se inserite nel

3D, non solo rende più gradevole e

verosimile la visualizzazione, ma per-

mette un maggiore controllo sul risul-

tato finale dell’inserimento.


16

Un dettaglio della protezione dellescale esterne, stralciato dal modellonella pagina precedente. Quando lamodellazione giunge ad un dettaglioavanzato dei componenti, occorre pre-stare molta attenzione al risultato fina-le. In questo caso, la scala di stampanon genera sovrapposizione di lineeevidente, tuttavia se viene rimpiccioli-ta ulteriormente senza variare lo spes-sore dei tratti, alcune sovrapposizionipotrebbero generare delle illeggibiliaree scure, non utili alla chiara comu-nicazione del progetto.

rendering moderni e che determinano il comportamento più o meno rea-‐listico della simulazione dei percorsi luminosi: un primo metodo di calco-‐lo fa riferimento alla luce locale o diretta, dove la sorgente luminosa, pun-‐tiforme o di area che sia, investe gli oggetti modellati nello spazio tridi-‐mensionale in maniera diretta e i raggi luminosi da essa generati possonoessere equiparati a semirette uscenti dalla fonte e incidenti con traietto-‐ria rettilinea sulle superfici della scena. Il secondo metodo di calcolo,alternativo al primo e molto più sofisticato della luce diretta, è quellodella riflessione globale, nel quale il modello di comportamento della luceconsidera come la riflessione della stessa avvenga da un oggetto all'altro;in altre parole un punto qualunque della superficie di un oggetto model-‐lato viene investito non solamente dalla luce diretta ma anche dalla rifles-‐sione della luce prodotta dalla stessa sorgente e trasmessa di rimandodagli oggetti circostanti. L'interazione globale è per gran parte un proble-‐ma ancora irrisolto anche se in questi ultimi tempi sono stati sviluppatidegli algoritmi in grado di riprodurre con una certa precisione il compor-‐tamento reale della luce nello spazio; tali algoritmi si rifanno a tecniche diglobal illumination, ray tracing, radiosity, unbiased rendering e così via.E’ tuttavia curioso rilevare che, soprattutto nel campo dell'animazionedigitale, la maggioranza delle immagini è prodotta usando ancora il meto-‐do di riflessione locale di Phong.Si rende qui giunti necessario fare menzione di una problematica che findai primi anni settanta del secolo scorso si è presentata come delicata darisolvere: la rimozione delle linee nascoste nelle viste di oggetti 3D.Questo algoritmo infatti, ha subito nel tempo intensi processi di sviluppogiungendo alla formulazione di quello che viene comunemente chiamatoz-‐buffer, ovvero un modello molto elegante ma decisamente empirico ingrado di nascondere gli spigoli non visibili dal punto di osservazione dalquale viene generata l'immagine e dalla caratteristica di velocità di calco-‐lo snella ed affidabile.Questo aspetto citato risulta decisamente importante per gli scopi che sivogliono raggiungere in questa trattazione, dal momento che i più comu-‐ni motori di rendering sono costituiti da almeno due componenti neces-‐sari: un algoritmo in grado di generare le ombre proprie e portate, ed un


17

algoritmo in grado di nascondere gli spigoli delle superfici non in vista. Tutto questo risulta molto agevole da calcolare quando il modello è costi-‐tuito da poligoni, ovvero le già esposte superfici costituite da triangoli oquadrilateri delimitanti porzioni discrete di superficie. In breve, per unalgoritmo di rimozione delle linee nascoste , maggiore è la complessitàdel modello da visualizzare con tecniche di shading, maggiore sarà iltempo impiegato dal calcolatore per ombreggiare e generare corretta-‐mente le viste. Potrebbe pertanto rendersi vantaggioso generare deipiani di ritaglio, o clipping planes, in grado di restringere il campo appli-‐cativo di calcolo dell'algoritmo e di conseguenza di semplificare e rende-‐re più veloce tutta la procedura di generazione.Il rendering è un processo che esecutivamente si compone di diversipassi, e generalmente richiede una buona quantità di prove ed errori perraggiungere la qualità di immagine che si desidera. È importante iniziarecon delle visualizzazione di prova mantenendo i valori di default per iparametri del programma che si sta utilizzando, in modo da valutareattraverso i risultati ottenuti quali impostazioni sia necessario modificarein seguito.Fondamentalmente gli step da seguire sono i seguenti:-‐ la modellazione di tutti gli elementi componenti la scena, secondo lemodalità già esposte,-‐ la scelta di un punto di vista, prospettico o assonometrico,-‐ la creazione delle luci11,-‐ la creazione dei materiali, intesi come caratteristiche proprie dellesuperfici e inclusivi di colore proprio, di tessitura, di trasparenza, di rifles-‐sione, di rifrazione e di mappatura di bump (rugosità) se richiesta,-‐ la definizione delle modalità di associazione dei materiali agli oggettipresenti nella scena modellata, vale a dire a quali elementi vengono cor-‐relati i materiali creati e in quale modalità (mappature alla giusta scala eposizionate secondo riferimenti cubici, cilindrici o sferici, a seconda dellageometria dell’oggetto bersaglio),-‐ l'aggiunta di uno sfondo o di un effetto realistico di contesto,-‐ il controllo di dettaglio per i parametri al fine di ottenere visualizzazionisempre più verosimili e dettagliate,


18

Semplice rendering a bassa risoluzione

per comunicare in esploso l’ordine di

“montaggio” dei diversi componenti di

un organismo edilizio.Il punto di vista

scelto è ortografico, non sono stati

associati materiali e non vi sono luci

che potrebbero rendere difficoltosa la

lettura introducendo effetti di ombra.

Se la visualizzazione fosse stata neces-

saria per una stampa a grande forma-

to, sarebbe stato opportuno definire

molti più dettagli, non apprezzabili a

questa scala

-‐ l'avvio del calcolo,-‐ il salvataggio dell’immagine raster ottenuta.L'ordine con il quale questi passi devono essere compiuti non è necessa-‐riamente prefissato: è possibile ad esempio creare o associare materialiprima di aggiungere le luci, oppure dopo un rendering non troppo soddi-‐sfacente si possono introdurre elementi alla scena per poi ricominciare ilcalcolo successivo, e così via.Affrontare pertanto la fase di rendering utilizzando i parametri standardancor prima di aggiungere luci e materiali è importante per rivelare qua-‐

Algoritmo per occultare gli spigoli

nascosti: se nell’immagine a lato il cal-

colatore avesse visualizzato anche tutti

i bordi di giunzione tra pareti e solaio

di piano, la lettura delle partizioni

sarebbe stata pressochè impossibile.

Celare quanto effettivamente non è

visibile è una regola da considerarsi

anche in fase di modellazione: è inuti-

le impiegare tempo e risorse per

modellare qualcosa che poi non verrà

mostrato nelle viste finali.


19

lunque problema che potrebbe insorgere nella visualizzazione del model-‐lo. E’ conveniente generare durante i tentativi, viste a bassa risoluzioneper ottenere un render in poco tempo e valutare via via l’entità dellemodifiche, oppure come concesso da alcuni software si può selezionareuna regione della vista e sottoporla a rendering per velocizzare il calcolo,visualizzare solo quel dominio di pixel e valutare il risultato prima di intro-‐durre variazioni12. Procedendo con le opzioni standard, quasi tutti imodellatori sul mercato usano delle luci di default, che in linea di massi-‐ma non sono però realistiche e non producono il massimo risultato otte-‐

A lato, un esploso assonometrico cor-

rettamente rappresentato in “geome-

tria piatta”. Il componente che viene

staccato dal complesso è visualizzato

con una traiettoria di tratteggio che

sottolinea il movimento apparente

degli spigoli sezionati.

In visualizzazioni tecniche come que-

sta, il corretto dosaggio di spessore

per retini e contorni è molto importan-

te per non creare appesantimenti a chi

è chiamato a “leggere” il disegno.


20

nibile dal motore grafico.Per aumentare la qualità generale dell’illuminazione dunque, si introdur-‐ranno ora termini comuni a molti ambienti di rendering, classificandotipologie di sorgenti luminose differenti per applicazione e risultati.La luce standard o ambientale (quella che in buona sostanza permette di“vedere” gli elementi presenti nella scena) consiste in una o più fontiluminose che illuminano uniformemente il modello da tutte le direzioni:pertanto non esiste un verso di orientamento univoco e di solito non ven-‐gono generate ombre portate.

Nell’immagine laterale, una prospettiva

al tratto, correttamente sviluppata,

soprattutto per la scelta del punto di

stazione.

In architettura infatti è importante porsi

nella posizione di chi realmente fruirà

degli spazi di progetto, non solo come

verifica dell’“impatto del costruito”, ma

come analisi della percezione che si può

avere dello spazio progettato.


21

Il punto luce o luce omnidirezionale invece è una sorgente luminosa cheemette raggi uscenti da una posizione specifica e che si irradiano in tuttele direzioni. Esso possiede la proprietà caratteristica (attivabile) di vedereattenuata la propria luminosità a seconda della distanza, in altre parolepiù la luce emessa è lontana dalla sorgente puntiforme, meno sarà inten-‐sa nella vista. Il punto luce può essere definito generalmente una inten-‐sità variabile (valori numerici maggiori solitamente inducono una brillan-‐tezza maggiore) e dalla possibilità di generare le ombre portate, peraggiungere grande realismo all'immagine finale. L'opzione ombra può


22

A lato, una vista rendering con alcuni

problemi di luci, materiali ed inquadra-

tura: la scelta di un fondo scuro, ad

alto contrasto, dovrebbe essere

mediata da una colorazione del model-

lo molto più chiara, per ottenere una

lettura più nitida delle ombreggiature e

dei volumi. Inoltre si dovrebbero sce-

gliere viste prospettiche, anche fronta-

li, dove la deformazione sul quadro

prospettico non risulti eccessiva,

meglio se con punto di fuga verticale

all’infinito (linee verticali parallele). Da

ultimo, il problema delle luci.

Illuminare ad arte un modello digitale

richiede un buon numero di tentativi

per giungere a risultati apprezzabili. In

questo caso una sola fonte luminosa

genera ombre molto nette e coprenti.

Sarebbe stato opportuno inserire una

seconda luce frontale, non generante

ombre e di intensità più bassa della

prima, per “riempire” (viene infatti

definita come luce di riempimento) i

punti critici di luce, contribuendo ad un

contrasto più morbido e decifrabile.

essere generata di regola sia in modalità ben definita (ray-‐tracing) che inmodalità morbida (mapped shadow). La prima risulta essere molto più rea-‐listica ma è nel contempo più esosa in termini di tempi di calcolo.Naturalmente la luce puntiforme può avere anche caratteristiche cromati-‐che e il parametro di colore che di solito appare nelle proprietà è il riferi-‐mento principale per cambiare la tinta della radiazione luminosa uscente.Una luce spot invece differisce dal punto luce poiché possiede una dire-‐zione; infatti non si deve soltanto specificare una posizione della sorgen-‐te ma anche la direzione del bersaglio da illuminare.

Una buona scelta di tipologia per le luci

ed una corretta combinazione di inten-

sità risulta fondamentale nella realiz-

zazione di viste per interni. La luce in

questo caso non è naturale e deve per-

mettere la leggibilità di materiali e

volumi in ambienti generalmente

ristretti. In questi casi è consigliabile

posizionare le fonti luminose in funzio-

ne del punto di vista, per valutare

come intervenire gradualmente sui

singoli contrasti.


23

Una luce distante da ultima, agisce con una modalità simile al comporta-‐mento del sole, dal momento che i suoi raggi giungono da molto lontano(idealmente la sorgente è posta ad infinito) e praticamente possono esse-‐re tutti considerati come paralleli tra loro. Una luce distante non ha dinorma mai attenuazione. Per ottenere una simulazione geografica del-‐l'inserimento del proprio modello d'architettura all'interno di un contestorealistico, ovvero in esterni, questo modello di luce è ideale; essa in moltimodellatori può essere addirittura simulata inserendo precise coordinategeografiche ed elementi di caratterizzazione dell’atmosfera14.

A lato, sintesi dei principi alla base dei

più diffusi algoritmi di illuminazione

per rendering. In alto, il metodo ray-

tracing, dove ogni singolo raggio

uscente dalla fonte luminosa viene cal-

colato come un segmento incidente

sulle superfici degli oggetti che popola-

no la scena, generando parti in luce e

parti in ombra netta, sia propria che

portata.

In basso invece, l’effetto della radiosity

e, più in generale, della global illumi-

nation, due tecniche similari dove non

entra in gioco solo la luce diretta che

investe i corpi, ma anche quella rifles-

sa e diffusa dagli elementi sui vicini. In

questo caso le ombre sono più morbi-

de e con bordi meno netti, vi sono

riflessi di luce provenienti dalle pareti

ed una quota di radiazione che colpisce

un qualunque elemento viene riflessa

sul vicino. Il risultato è molto più foto-

realistico, ma generalmente queste

tecniche richiedono dei tempi di calco-

lo ed una raffinatezza di scelta dei

parametri luminosi molto avanzati.


24


25

L’ultimo atto del flusso di lavoro si finalizza nella presentazione dell’ela-‐borato ottenuto mediante la modellazione e il successivo trattamento dicalcolo rendering. La scelta di colori, sfumature, luci e materiali dovreb-‐be già tenere conto in fase di rendering del tipo di supporto che sarà uti-‐lizzato al termine del processo per esibire il lavoro svolto. Infatti imma-‐gini su fondo scuro dove le geometrie dell’oggetto d’architettura spicca-‐no con alto contrasto poiché caratterizzate da colori chiari ed ombremorbide, bene si potrebbero prestare a una visualizzazione su monitorma il corrispettivo risultato su carta potrebbe condurre ad un risultato

Nell’immagine a lato, un esempio di

realizzazione corretta di modellazione

del terreno, utilizzata poi per inserire il

modello dell’edificio in un contesto. La

resa è ottenuta con illuminazione stan-

dard senza ombre e in modalità non

fotorealistica.

Anche in questo caso la precisione

attribuita al movimento del terreno

varia a seconda della necessità di

verosimiglianza richiesta, tuttavia il

tracciamento in pianta di curve di iso-

livello (polilinee o spline) e il loro suc-

cessivo riposizionamento ad altezze

differenti nello spazio, consente alla

totalità dei modellatori in commercio di

applicare un comando di “loft” per

interpolare abbastanza fedelmente la

superficie da rappresentare.

Ancora una volta, si consiglia di non

attribuire valori di griglia o mesh trop-

po elevati per non aggiungere un

quantitativo di vertici eccessivo, che

appesantirà notevolmente la gestione

del modello senza di ritorno fornire un

dettaglio maggiormente significativo.

Si tenga presente che tale considera-

zione può farsi anche per la vegetazio-

ne, da inserire il meno possibile come

modello tridimensionale, ma da

aggiungere in una fase successiva con

programmi di grafica raster (fase di

post-render).

piatto e poco caratterizzato. Senza addentrarsi in digressioni aventi peroggetto il processo di calibrazione di monitor, stampanti o plotter, èbene ricordare che non sempre il colore si mantiene invariato con il pas-‐saggio da un supporto di visualizzazione ad un altro. Supponendo divoler preparare una tavola da stampare su carta, le immagini ottenutedal calcolo possono essere impaginate con programmi di grafica e difotoritocco, con l’avvertenza di mantenere una risoluzione adeguata allagrandezza della stampa che si vorrà ottenere. In conclusione, si consigliadi memorizzare le immagini destinate all’impaginazione con formati di

Una scelta di colorazione del materiale

uniforme, quando le luci sono posizio-

nate e dosate correttamente, garanti-

sce un effetto molto accattivante alla

presentazione di architettura. Il reali-

smo non deve però essere perseguito

al pari della verosimiglianza: a volte un

disegno credibile è molto più “narrati-

vo” di una vista talmente realistica da

confondersi con la fotografia.

In questa composizione di rendering e

disegni al tratto, il risultato appare non

solo corretto ma anche efficace nella

descrizione del progetto.


26

archiviazione non distruttivi; infatti immagini in formato TIFF, anche se didimensioni rilevanti, conservano a titolo di esempio una fedeltà del-‐l’informazione di colore maggiore delle equivalenti immagini compressein formato JPEG. Anche nella fase di stampa come già esposto in quelladi rendering, porta grandi benefici l’utilizzo di anteprime e stampe diporzioni di tavola a grandezza reale: in tal modo infatti si possono valu-‐tare correttamente luminosità e saturazione dei colori per ottenereancora una volta un disegno il cui scopo è da sempre quello di “raccon-‐tare” un’idea nella maniera più chiara e leggibile possibile.

A sinistra, uno scorcio di modello dai

contrasti esasperati: la tecnica può

essere presa in considerazione per

comunicare l’efficacia della schermatu-

ra solare, ma difficilmente una vista

come questa può essere letta nelle

forme, anche se la mappatura dei

materiali ed il complessivo inserimento

in un contesto di vegetazione è formal-

mente corretto. L’utilizzo di più fonti

luminose di riempimento permette di

ovviare a queste problematiche di

ombreggiamento.


27


28

Note1 -‐ Galilei G., Dialogo dei massimi sistemi, pag. 98, 1632

2 -‐ Cfr. De Rubertis R., “Geometria descrittiva:anno zero?” in “L’insegnamento della geo-‐metria descrittiva nell’era dell’informatica, a cura di Fiorucci T., Gangemi Ed., Roma, 2003.

3 -‐ Docci M., Migliari R., “La scienza della rappresentazione. Fondamenti applicazionidella geometria descrittiva”, Roma, 1992-‐1999.

4 -‐ Lo schermo di un computer non può mostrare linee o disegni, ma soltanto punti; sequesti sono sufficientemente piccoli, tali da essere più piccoli della risoluzione percepi-‐ta dall'occhio umano, l'osservatore ha l'impressione di vedere linee anziché punti alli-‐neati, e disegni anziché ammassi di puntini distinti.

5 -‐ In Autodesk AutoCAD ad esempio, i layer racchiudono elementi con proprietà defi-‐nite dall’operatore, come strati aventi caratteristiche omogenee o semplicemente bloc-‐chi di oggetti da tracciare con specifiche tipologie di linea o colore. Un file accessorio poi, con estensione .ctb o .stb, si incaricherà poi di sintetizzare lecaratteristiche dei vari layer presenti nel disegno, in modo da poterli tracciare su file osu carta secondo le preferenze impostate.

6 -‐ Mingucci R., Disegno interattivo, Patron Editore, Bologna, 2003

7 -‐ “The CSG method is a volumetric representation -‐ shape is represented by elemen-‐tary volumes or primitives”. cfr. Watt A., 3D computer graphics Third edition, AddisonWesley, 1999.

8 -‐ Ci si riferisca ad esempio al comando “massprop” (“propsol”nella versione italiana)del più diffuso tecnigrafo digitale CAD, AutoCAD: l’esecuzione di questa istruzione infat-‐ti rende disponibile a video tutta una serie di informazioni geometrico-‐fisiche dell’og-‐getto selezionato quali le coordinate del baricentro, il volume intrinseco, momenti e pro-‐dotti di inerzia e così via. Il calcolo di questi valori è reso possibile proprio dalle caratte-‐ristiche volumetriche, racchiuse nell’oggetto.

9 -‐ A titolo informativo, sempre in AutoCAD, questo tipo di approccio può essere attua-‐to mediante una manipolazione tesa a trasformare il modello tridimensionale in unaserie di possibili viste bidimensionali dello stesso, in grado di mantenere le caratteristi-‐che di vettorialità e proporzione, a meno della perdita delle informazioni di profondità,esplicitate dalla terza coordinata spaziale del modello originario.Ad oggi l’algoritmo che permette di ottenere questo risultato è alla base del comando di“geometria piatta”, anche se funzionante ancora solamente su viste ortografiche e nondi prospettiva. Una alternativa è la stampa virtuale in formato .DXB.

10 -‐ L’equazione di rendering descrive matematicamente il flusso di energia luminosache popola un’intera scena, restituendo valori di distribuzione utili a simulare le condi-‐


29

L’equazione ha la forma:

dove:

è la luce uscente da una particolare posizione x in direzione w

è la luce emessa dalla stessa posizione nella medesima direzione

è la sommatoria infinitesima sulla superficie di un emisfero di tutta la

luce entrante su di essa

è la parte di luce riflessa dalla posizione x verso l’esterno (BRDF)

è la luce entrante da una particolare posizione x in direzione w

è l’attenuazione della luce entrante nella scena dovuta all’angolo di

incidenza tra raggio e superficie

11 -‐ Quasi tutti i pacchetti software che generano viste raster incorporano almeno quat-‐tro tipi diversi di luce standardizzati. Questi sono: la luce standard, la luce distante (chesimula quella solare), il punto luce ed il faretto o spotlight.

12 -‐ Per attuare questo tipo di metodologia di verifica in AutoCAD, si può selezionare unaregione a schermo, successivamente dal pannello di controllo render della dashboard sipuò fare riferimento all’icona associata. Questo causerà l'esecuzione del comando REN-‐DERCROP, disponibile a partire dalla versione 2007 del software.

13 -‐ AutoCAD 2007 prevede una funzione di luce distante in grado di simulare il percor-‐so solare: dal pannello di controllo esteso della dashboard infatti, è possibile impostareuna localizzione geografica -‐ comando GEOGRAPHICLOCATION. così come è possibileregolare le proprietà dell'illuminazione solare scegliendo la voce modifica il sole dal pan-‐nello di controllo esteso della dashboard -‐ SUNPROPERTIES.

14 -‐ Per amministrare, modificare e visualizzare le impostazioni di tutte le luci presentinella scena, si può scegliere il comando lista luci sempre dalla dashboard di AutoCADoppure si può digitare il comando LIGHTLIST. Le luci possono essere difficoltose da sele-‐zionare, come ad esempio nel caso delle luci distanti che non hanno un'icona in grado diidentificarne la posizione nel disegno. La lista delle luci serve proprio per modificare piùcomodamente tutte le fonti luminose già inserite all'interno della scena.

zioni di luminosità del modello.


30

Riferimenti bibliografici

G. Congiu, Autocad 2007 : base e avanzato. -‐ GC Edizioni. -‐ 3 v.

E. Pruneri, Autocad 2007 e LT : guida pratica. -‐ Mondadori informatica, 2007.

Colori perfetti: la guida pratica per scoprire tutti i segreti del colore all'interno di AdobePhotoshop -‐ Future Media Italy, 2006.

R. Celano, Adobe Photoshop CS -‐ Mondadori informatica, 2004.

D. McClelland, Photoshop CS Tutto&Oltre -‐Apogeo, 2004.

Adobe Photoshop CS2. Classroom in a book. Corso ufficiale Adobe.Editore Pearson Education Italia (collana Adobe, classroom in a book), 2005.

D. McClelland, R. C. Fuller with L.Ulrich Fuller, Photoshop CS2 Bible -‐Hardcover, 2005

S. Singh Hacking Photoshop CS2 -‐ Paperback, 2005

R. Mingucci, Disegno interattivo -‐ Patron Editore, 2003.

Los, Grossa, Pulitzer, Elaborazione elettronica nel progetto di architettura -‐ Franco MuzzioEditore, 1990.

C. Mezzetti (a cura di), La rappresentazione dell’architettura. Storia , metodi, immagini -‐Edizioni Kappa, 2000.

Rappresentazione tridimensionale di modelli digitali...

Documents

Transcript of Rappresentazione tridimensionale di modelli digitali...